Skip to ContentSkip to Navigation
OnderwijsStudievoorlichtingMeer keuzeactiviteitenScholierenacademie
Header image Blog: Dit is wetenschap

Joekels van atomen

Datum:02 mei 2017
Lawrencium
Lawrencium

Anastasia Borschevsky doet onderzoek naar moleculen en atomen. Geen gewone huis-tuin-en-keuken-atomen, maar superzware atomen. Deze joekels komen niet in de natuur voor, maar worden gemaakt in een deeltjesversneller.

Atomen bestaan uit protonen, neutronen en elektronen. Ieder atoom heeft een andere hoeveelheid protonen. Eén proton en je hebt waterstof, twee en je hebt helium, drie en je hebt lithium. Als je het periodiek systeem bij langs gaat kom je zo alle elementen tegen, steeds met één extra proton. In het midden van de vorige eeuw waren er 92 elementen ontdekt. Zwaardere elementen zijn relatief onstabiel. Dat wil zeggen dat ze in de 4,5 miljard jaar dat de aarde bestaat al lang uit elkaar gevallen zijn. Daarmee leek de kous af.

Totdat wetenschappers ontdekten dat je de zwaardere atomen zelf kunt maken. Het principe is eigenlijk heel simpel. Je schiet twee atomen keihard op elkaar in een deeltjesversneller. Met en beetje geluk blijven ze aan elkaar plakken en vormen ze een nieuw, zwaarder atoom. Zo kun je bijvoorbeeld Lawrencium (element 103) maken door Californium (98) te beschieten met boor (5). Naarmate de atomen zwaarder worden, worden ze echter ook minder stabiel. Lawrencium-256 valt gemiddeld na 27 seconden uit elkaar. Als je metingen aan het atoom wil doen, moet je dus heel snel zijn. 

Zoeken naar een speld in een hooiberg

Als je onderzoek doet naar de eigenschappen van deeltjes, is dat lastig. Neem bijvoorbeeld de ionisatiepotentiaal; de kracht die het kost om één elektron van het atoom te verwijderen.  Om die te meten probeer je simpelweg verschillende energieniveaus uit, totdat je de juiste hebt gevonden. Als je niet weet waar je moet zoeken, is dat zoeken naar een speld in en hooiberg. En als je daar maar 27 seconden voor hebt ga je die speld waarschijnlijk niet vinden. Anastasia Borschevky doet daarom theoretisch onderzoek naar deze atomen. Achter haar computer berekent ze allerlei eigenschappen van de deeltjes. 

Die berekeningen zijn zo ingewikkeld dat een computer met gespecialiseerde software soms dagen bezig is om een antwoord te bedenken. Soms doet Borschevsky honderden berekeningen en is ze maanden aan het wachten op de uitkomst. Maar als ze dan klaar is, maakt dat het leven van haar experimentele collega's een stuk makkelijker. Als ze weten wat de ionisatiepotentiaal ongeveer moet zijn, kunnen ze die veel sneller en makkelijker meten.

Maar wat kun je dan met die informatie? Dat weet Borschevsky ook nog niet precies. Ze doet fundamenteel onderzoek, oftewel onderzoek dat nog geen toepassing heeft. Maar misschien bedenkt iemand in de toekomst wel een heel nieuwe toepassing gebaseerd op haar onderzoek.

Tags: Scheikunde, Beta

Reacties

Reacties laden...